・158・工程技术
曹建华高淑红中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳471023
摘要牺牲阳极的阴极保护法是导管架结构防腐常用的方法，本文以铝-锌-钢系牺牲阳极为例，对导管架防腐 阳极块的计算流程进行了梳理。
关键词导管架结构防腐牺牲阳极
中图分类号:TG174文献标识码:B文章编号：1672-9323(2019)02-0158-02
牺牲阳极的阴极保护法是海洋平台导管架结构常用的
南京雾霾天气防腐方法。牺牲阳极是用一种电位比所要保护的金属还要
负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电位
比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金
属。牺牲阳极材料以铝合金较多采用，其中铝-锌-錮系合
金应用最为广泛。
1环境条件参数
海水的电阻率：；
防腐保护范围：从飞溅区上线EL.(+)4.58m到泥面的
所有结构外表面；
设计年限Tf：20年；
碳钢和低合金钢保护电位:-0.8V(Ag/AgCl参比电极,
介质海水)。
2钢材保护面积
飞溅区有涂层的钢材表面积：210nf；
全浸区裸露钢材的表面积=5480nf；
面向过程的程序设计
海泥区裸露钢材的表面积：2400nf；
井口数量：9。
3保护电流密度
表1保护电流密度取值
分类
保护电流密度niA/m2
初始平均末期
海水中涂装的钢材103040
海水中裸露的钢材1307090
海泥中裸露的钢材202020
隔水套管,A/每井位222
表2结构保护电流需求
分类初始电流(A)平均电流(A)末期电流(A)海水中涂装的钢材(lie) 2.1 6.38.4
海水中裸露的钢材(I2c)712.4383.6493.2
海泥中裸露的钢材(I3C)48.048.048.0隔水套管(I4C)181818总计780.5455.9576.65阳极参数
阳极块需符合GB/T4948-2002(铝-锌-锢系合金牺牲阳极》的要求，以A13I-1型为例，阳极块参数如下：阳极块类型：长条形(尺寸见图1);
阳极块毛重Wg：310.0kg；
阳极块净重Wn：294.0kg；
阳极块利用率u：0.9；
阳极块平均电容量e：2000A.hr/kg；
阳极块开路电位：-l-10V(Ag/AgCl参比电极，介质海水)；
阳极块闭路电位:-1.05V(Ag/AgCl参比电极，介质海
图1A13I-1型阳极尺寸
6每个阳极提供的初始电流la
驱动电压E：0.25V；
阳极块初始电阻率Ra：0.050n；
初始电流la：la=△E/Ra=0.25V/0.0500=5.00A；
霍献育7每个阳极提供的末期电流la
驱动电压△£：().25V；
阳极块末期电阻率Ra：O.O720；
末期电流Ia：Ia=AE/Ra=0.25V/0.0720=3.47A；
8阳极需求数量n
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①满足平均需求电流折算的总安时数要求：
n x Wn x e x u>Ic(average)x Tf x8760
即：n^455.9x20x8760/(294x2000x0.9)=151块;
②满足初始、末期所需电流强度要求
：
工程技术
・159・
n X Ia( initial/final) >Ic (initial/final )10总结
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归纳以上设计流程，牺牲阳极的计算需要满足平均安时
数及初始、末期电流强度的要求。本例计算得出的阳极块数即：初期 n^780.5/5.00 二 156 块; 末期 n ^576. 6/3.47 = 167 块。
在实际工程中，阳极块一般成对布置且稍有富余量，选
量及重量汇总见表3。
定阳极块数量为170块。表3
阳极需求数量、重量汇总
阳极块数量
总净重,Kg
总毛重,Kg
9使用寿命核算Tf
1704998052700
使用寿命：
参考文献
Wn{total ) x “ x £
Jc(average)x 8760 即
1曾一非.海洋工程环境[M].上海：上海交通大学出版社,2007.2罗伯特.E.兰德尔.海洋工程基础[M].上海：上海交通大学出版
社,2002.
3中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.铝-锌-钢系合金
牺牲阳极:GB/T4948 -2002[S].北京：中国标准出版社,2003.
Tc -
294x170x2000x0.9www.10wk
---------
大于设计寿命20年，满足要求。
(收稿日期:2019 -03 -18)
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